La ferrovia nei pressi della stazione di Motta San Damiano
La linea ferroviaria fu concepita nell'ottica di un collegamento tra Brescia e la rete piemontese, il cui punto privilegiato d'innesto avrebbe dovuto essere Pavia. Erano previste due opzioni per il tracciato: la prima prevedeva il passaggio per Soncino, Crema e Lodi, mentre la seconda per Cremona, a quel tempo capolinea della linea per Treviglio[3]. Fu preferita la seconda opzione, scelta che raccolse pure il favore delle autorità mantovane, interessate a dotare la loro città di un collegamento ferroviario per Milano più breve di quello allora esistente, passante per Verona[4][5].
Nel 1868 la Società Meridionale, in difficoltà per la gestione di una linea lontana dal resto della sua rete sociale, decise di venderla alla SFAI al prezzo di 6 milioni di franchi[5].
A seguito della convenzione del 1885, la Pavia-Cremona venne assegnata alla Rete Adriatica, ritornando quindi nella sfera della Meridionale[8]. Nel 1905, con la statalizzazione delle ferrovie, la linea passò sotto l'egida delle Ferrovie dello Stato.
La linea nei pressi della stazione di Acquanegra Cremonese
L'elettrificazione lungo la tratta da Codogno a Cremona venne attivata il 29 ottobre 1977[9].
Nel mese di settembre 2015 è stato attivato il raddoppio del binario tra le stazioni Cava Tigozzi e Cremona[10]. L'intervento ha permesso di separare il traffico merci da quello passeggeri, migliorando il livello di servizio dell'intera linea[11].
La linea ferroviaria ha un percorso pianeggiante e privo di gallerie; lo scartamento è quello ordinario da 1435mm. Il binario è doppio nel tratto tra Casalpusterlengo e Codogno, che è in comune con la ferrovia Milano-Bologna, e nel tratto tra Cava Tigozzi e Cremona, mentre il resto del percorso è a binario singolo[12][11].
Il tratto tra Pavia e Casalpusterlengo non è elettrificato, supporta un peso assiale di 20 t per asse, presenta una pendenza massima del 4‰ ed è omologato per una velocità massima di 110 km/h[12]. Il tratto tra Casalpusterlengo e Cremona, invece, è elettrificato in corrente continua a 3000V, supporta un peso assiale di 22,5 t per asse, presenta una pendenza massima dell'8‰ ed è omologato per una velocità massima di 140 km/h[11].
Nel tratto tra Pavia e Pavia Porta Garibaldi la ferrovia presenta un tratto urbano che attraversa la città di Pavia al di sotto del livello della strada, con due tunnel, a ridosso del centro storico e delle antiche mura.
Automotrice ALn 668.1845 di Trenord in sosta a Codogno, in attesa di espletare un treno regionale per Pavia
La linea è servita dai treni regionali operati da Trenord lungo le relazioni Pavia-Codogno e Codogno-Cremona e RegioExpress lungo la direttrice Milano-Mantova[14], nell'ambito del contratto di servizio stipulato con la regione Lombardia, oltre che da alcuni convogli stagionali estivi diretti verso le località poste sulla costa adriatica[11].
Il traffico merci lungo il tronco occidentale della linea è costituito da convogli che trasportano automobili ed afferiscono ad un terminal logistico dell'azienda giapponese Toyota raccordato alla linea in prossimità della stazione di Chignolo Po, raggiunto da diverse relazioni operate da Mercitalia a diversa cadenza e provenienti da vari paesi europei[15].
Lungo il tronco orientale della ferrovia il traffico merci è principalmente dovuto all'interscambio con il porto fluviale di Cremona, che è direttamente collegato con lo scalo merci della stazione di Cava Tigozzi[16].
^Legge21 agosto 1862, n. 763, in materia di "Con cui e' autorizzato il Governo a concedere al conte Bastogi la costruzione e l'esercizio delle strade ferrate meridionali, e di una linea da Voghera a Pavia e da Pavia a Brescia per Cremona."
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